文档介绍：窄间隙焊接

1963年在“铁时代”杂志上首先由美国巴特尔研究所提出,顾名思义就是焊接时坡口间隙比常规焊接要窄
多窄才算做窄间隙呢?
日本压力容器研究委员会施工分会第八专门委员会:板厚大于30mm以上,以小于板厚的间隙进行焊接,一般而言板厚小于200mm时,间隙小于20mm,板厚超过200mm时,间隙小于30mm。对于常规厚板(30mm左右)坡口尺寸8mm以下为窄间隙,5mm以下为超窄间隙。
注意:窄间隙焊接不是一种常规意义上的焊接方法,而是一种焊接方式,是利用了现有的弧焊方法的一种特别技术
多种焊接方法都可用窄间隙焊接(NG:Narrow Gap)
NG-SAW:考虑脱渣,已成熟,但不适于全位置焊
NG-GMAW(MAG、CO2):适于全位置焊,但要解决飞溅和
侧壁熔合问题(特别是横焊时),工艺规范区间较窄

这两种方法占窄间隙焊接总量的60%以上
NG-TIG:焊缝质量好,但效率低,主要用于不锈钢等特殊材料或进行打底焊,大约占10%
NG-MAW和窄间隙电渣焊:应用较少
NG-GMAW+药芯焊丝:小规范下短路过渡,飞溅小,成形好,但清渣困难,研究热点值得关注
特殊的窄间隙焊接:激光焊接、电子束焊接
窄间隙焊接的特征:

(1)多数采用Ⅰ形坡口或坡口角度很小(-7o)的U、
V形坡口;
(2)多层焊接;
(3)自上而下的各层焊道数目相同(通常为1或2道);
(4)采用小或中等线能量进行焊接。
窄间隙焊接的优点:
坡口断面积小减少焊接时间,填充材
料少,能耗低,降低成本,
效率高
焊接线能量小 HAZ区小,组织细小,改
善接头韧性,机械性能优
良,焊接残余应力、变形小

不足:
在狭窄坡口内的气、丝、水、电的导入困难,焊枪复杂,加工精度高、难度大,通用性不强
由于电弧轴向与侧壁夹角很小,容易导致侧壁未熔合,这是窄间隙焊接关键问题
焊丝对中要求高,对中不好,几乎不能进行焊接
窄间隙焊缝往往由几十层焊道形成,一层有缺陷,返修很困难
焊接规范区间较窄,焊接过程抗干扰性差,飞溅对焊接过程影响严重;
在侧壁的拘束下容易产生热裂纹,尤其是第一道焊缝产生的几率最大
国内的应用主要以窄间隙埋弧焊为主,并且我国的窄间隙焊接研究多开展在高校,因此实际应用的较少。实际应用多集中在锅炉厂和造船厂,如哈尔滨锅炉厂,渤船重、武汉造船厂等。
我国目前主要是应用粗丝大电流NG-SAW, NG-GMAW等其它方法应用很少。Why?
1)埋弧焊对焊丝在坡口内作用位置的不敏感,工艺规范区间宽,粗
丝大电流,侧壁熔合好,工艺可靠性高,无飞溅。
2)NG-SAW焊接设备的可靠性和产品化程度较高,国内也可自主
开发
3) NG-GMAW侧壁熔合问题一直未得到有效解决
直流正接窄间隙GMAW焊接简介
MIG直流正接?熔滴过渡不稳定?
前苏联、哈尔滨锅炉厂和哈焊所、日本都通过实验证实在窄间隙这一特殊环境中,直流正接电弧非常稳定,焊接时,坡口侧壁也产生电弧,熔合较好,熔滴过渡由滴状变为喷射过渡,形成凹形焊缝,成型良好,结晶裂纹倾向小,焊丝熔化速度快,生产率比反极性提高50%。
直流正极性窄间隙焊接,可以进行常规焊接,也可以利用焊丝刚度较大的特点,仅将焊丝深入到窄间隙中去,而导电嘴并不深入到窄间隙中去,但近适用于40mm以下低合金钢,且仅适用于平焊。焊接时为保持稳定,导电嘴应随焊道升高而升高(干伸长不变),而气体喷嘴必须保持高度,保证保护效果。
正极性窄间隙焊接最佳规范参数很窄,也不适用盖面焊道。
直流反接在侧壁产生电弧时焊接将无法进行:电弧自身调节作用丧失。这也是窄间隙焊接对焊丝对中要求高的原因。